湖泊沉积物是研究环境变迁、污染历史记录的重要档案,如何保证污染物研究的时空对比性,是湖泊污染环境学研究的基础之一。随着全球变暖和人为污染的双重影响,湖泊的富营养化程度越来越高,藻类的自净作用对沉积物中有机污染物的浓度和通量影响已经不可忽略,严重影响了有机污染物近代污染历史研究的准确性。本项目拟选择我国不同营养水平湖泊为研究对象,将岩石热解法运用到湖泊沉积物研究中,探讨各湖泊营养水平差异,并选取典型湖泊进行营养水平历史变化研究;利用GC-MS分析沉积物中的PAH、PCB等典型有机污染物,研究有机污染物的时空分布特征,并探讨湖泊营养水平对有机污染物时空分布影响差异,以及对受影响显著的进行定量关系评估。应用这些关系研究湖泊中有机污染物的近代污染历史,校正由于营养程度不同带来的差异,为更精确的探讨有机污染物的污染历史,并准确评估不同经济发展条件下湖泊污染情况特征、差异和趋势奠定基础。
Rock-Eval pyrolysis;sediment;organic matter;pollutant;
湖泊沉积物是记录污染物历史的天然档案。有机质是影响沉积物中污染物分布、迁移、转化规律的重要因素。本研究以中国不同地区的湖泊沉积柱为研究对象,应用岩石热解法区分沉积物中的不同有机质组分,并探讨总有机碳(TOC)以及不同有机质组分与沉积物中污染物的关系,主要结果如下(1)岩石热解法可以将沉积物中的有机质分为S1(游离烃)、S2(干酪根裂解烃)和RC(残留烃),其中沉积物中的S2首次被细分为S2a(热不稳定大分子有机质)和S2b(干酪根裂解烃),并且S2a可以更好的代表湖泊的初级生产力水平;(2)沉积物中多环芳烃(PAHs)受到TOC的显著影响,其中藻类来源的有机质次要组分S1和S2a对PAHs在沉积物中分布的影响更大,并且藻类优先净化水体中的低环PAHs。(3)不同营养条件的湖泊沉积物中的210Pbex均受到TOC的显著影响,其中S2a对210Pbex在沉积物中的分布影响最大。利用有机质矫正的多元线性回归模型可以较好的解释沉积物中210Pbex与有机质以及210Pb放射性衰变的关系以及210Pbex的剖面变化。(4)低纬度地区湖泊沉积物中的Hg受到可溶性有机质(S1)的影响最大,与藻类初级生产力关系不大。青海湖20世纪Hg含量的显著增加与人类活动影响基本无关,主要与可溶性有机质对水体中Hg的净化有关。